高知高校時代は高知商業高校の藤川球児、明徳義塾高校の寺本四郎と並んで“高知三羽烏”と称されるも、3年夏に寺本擁する明徳義塾高校に高知大会決勝で敗れるなど、甲子園出場は果たせなかった。法政大学に進んでからは同じリーグに和田毅（早大）、多田野数人（立大）、長田秀一郎（慶大）らがいる中で大学通算24勝。なおこの4人は「BIG4」と呼ばれ、それぞれ2年生時からエースとして活躍した。4年春の早大1回戦では和田と延長12回を投げぬき、鳥谷敬、青木宣親、田中浩康らを擁する早大打線を相手に0-0の引き分けとなるなど、「和田に負けない土居」の異名もとった。
カトリーヌ・スパーク主演の典型的アイドル映画であり、ビーチ映画のプチブームの最中に作られた。アネット・ファニセロ主演『ビーチ・パーティ』を思わせる青春コメディーだが、『ビーチ』のようにシリーズ化はされることはなかった。リバイバルでのタイトルは『太陽の下の18才』。
太陽の下の18歳（たいようのしたの18さい、Diciottenni al sole）は、1963年に公開されたイタリア映画である。ソフトのパッケージでは『太陽の下の18才』という表記も確認できる。
こうして夢を叶えるべく帯広畜産大学畜産学部獣医学科に進学する。初めのうちは学生寮に住むが、のちに親しい友人と8畳1間のアパートを借りて共同台所で自炊するつつましい生活を送った。大学2年のとき、分子生物学の講義を受け、「これこそが究極の学問ではないか」と感銘を受けた。これを契機として遺伝子工学の勉強を独自に始め、遺伝子工学の研究室へと配属された。一方その頃、獣医は飼い主の依頼があれば犬猫を毒殺することもあると知り、獣医よりも研究者としての職に惹かれていく。さらに大学1年の3月に父親を肝臓がんで亡くしたこともあり、将来の目標を獣医から遺伝子工学の研究者に変えることを決心した。1986年、同大学院畜産学研究科獣医学専攻修了と同時に獣医師の資格を取得。修士論文は「各種のアデノウイルスDNAの牛腎臓株の核I因子の結合に関する研究」。ウイルス遺伝子複製のときのウイルス中の核タンパク質についての研究で、原文はすべて英語だった。同年、京都大学大学院医学研究科博士課程に進学。母親は「京都大学医学部」の看板を背景にして写した写真を近所の人に見せるなど大喜びであった。京大ウイルス研究所では遺伝子工学・ウイルス学を専攻し、「成人T細胞白血病ウイルス」と、当時話題になった「エイズウイルス」の遺伝子解析を行うなどした。毎朝11時から深夜2,3時まで実験室に籠もる生活を送り、研究仲間にも特に研究熱心だと思われていた。しかし遺伝子について研究していく中で「遺伝子とは生命の根本であるが、生命の本質ではない」という「生命の神秘」という疑問に突き当たり、魂の存在など精神世界に興味を抱き始めた。そして1986年12月、麻原彰晃の著作『超能力秘密の開発法』に出会う。冬休み、帰省のために札幌へ向かう船の中で、麻原の本を読みながら眠ると麻原にエネルギーの注入をされる夢をみた。目が覚めるとそのとき風邪をひいていたはずが、熱が下がったという経験をした。その後さらに神秘体験を重ねて麻原彰晃への興味を深めると、オウム神仙の会（オウム真理教の前身。当時はヨガサークル）の大阪支部を訪ね、1987年3月、宗教団体という認識は持たずに入信。入信直後、幽体離脱を経験し、さらに宗教的神秘への確信を深めた。これらの神秘体験を経て、「生命の本質は遺伝子ではなく魂であり、それは仏教でいう『真我』である」と確信するにつれて、遺伝子工学がもたらすような科学的世界像より魂を本質とした宗教的世界像を優先するようになった。こうして「超能力や神秘体験などは全く信じない」という理系の人間だったはずの遠藤は、オウムの思想体系に傾倒していく。1988年に麻原が出版した著書『マハーヤーナ・スートラ 大乗ヨーガ経典』の広告に、「京都大学大学院生」として推薦文を寄せている。その中で遠藤は、「一切のものは原因と結果の連続に過ぎない」という麻原の言葉に、長く心を縛り付けていた重荷から解放されるような安らぎを感じ、ここまで真理を公開した麻原に何とか報いなければならないような気がしたと述べている。オウムに入信してからというもの「インドでヨガの修行をする」と言い残して大学から3ヶ月ほど姿をくらますことがあった。当時、研究と並行して看護学校で講師のアルバイトをしていたが、ある日突然同僚に仕事を押し付けて何日かいなくなることもあったことから、周囲との人間関係が悪くなり、研究室の中でも浮いていたという。当時からオウムは高学歴理系信者の獲得に腐心しており、遠藤もそのために麻原から目をつけられた学生のうちの一人だった。坂本堤弁護士一家殺害事件のきっかけの一つになった「愛のイニシエーション」で麻原彰晃のDNAの効果の是非（すなわち疑似科学）が話題になったが、これは以前からこの構想を描いていた麻原が、当時京大院生だった遠藤に対し「血液の培養はできないか」と問いかけ、遠藤が「（血液自体はできないが）血液を抜くことでリンパ球からDNAを取り出して増やすことができる」旨を答えると、麻原は遠藤にその通り「愛のイニシエーション」の開発を命じたという背景がある。遠藤は教団施設にて麻原の血を抜き、それを京大の研究室へ持ち帰って、指導教授や他の研究員に隠れて一人で麻原のリンパ球の培養を始めた。そして麻原は遠藤に対し、出家したら専用の研究室を与えることを約束し、出家を迫った。遠藤は出家に対してかなりの躊躇があったが麻原や出家信者からの強い勧めに押され、1988年11月9日にオウム真理教に出家した。このとき後ろめたさからか家族には「インドに修行に行く」と書いた手紙を送った。大学院はひとまず休学の形とし、京大ウイルス研究所での研究に一通りの結果を出すと、研究所から姿を消した。